Poimulevyn palomitoitus ja suunnitteluohjeen tekeminen

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Sweco Rakennetekniikka Oy:lle. Työssä keskityttiin tarkastelemaan poimulevyjä niiden palomitoituksen kannalta. Yritykseltä löytyy jo osaamista ja tietoa poimulevyjen mitoituksesta palotilanteelle, mutta kyseisestä aiheesta kaivattaisiin ytimekäs ohjeistus.

Poimulevyt ovat teräksestä valmistettuja kevyitä levyrakenteita. Poimulevyissä on nimensä mukaisesti aaltomaisia poimuja, joiden avulla levy voi toimia kantavana materiaalina pitkissäkin jänneväleissä. Levyt voivat toimia myös osana rakenteen jäykistystä, sekä muiden rakenteiden nurjahdus ja kiepahdus tukina.

Poimulevyprofiilien paksuudet vaihtelevat 0,6-1,7 mm välillä. Tulipalossa näin ohuet levyrakenteet lämpenevät nopeasti ja menettävät kantokykynsä. Tästä levyn notkistumisesta seuraa levyn kantokyvyn menetys, jolloin levy päätyy roikkumaan köyden lailla tukiensa väliin. Tätä ilmiötä tutkittiin köysikäyräkäyttäytymisellä.

Mitoituksessa tarkasteltiin, mitä tästä palotilanteen kuormien ja jännityksien uudelleen järjestäytymisestä seuraa poimulevyn lisäksi muille kantaville ja jäykistäville rakenteille, sekä liitoksille. Kiinnikkeiden, kuten ruuvien tarkempi palotilanteen tarkastelu ja ominaisuuksiin syventyminen, sekä palosuojaus rajattiin opinnäytetyön ulkopuolelle.

Opinnäytetyön tavoitteena oli luoda ohjeistus, joka selittää tiivistetysti ja visuaalisesti oleelliset tiedot poimulevyistä, niiden käyttäytymisestä palotilanteessa köysirakenteena ja mitä tästä seuraa muille rakenteille. Ohjeistuksesta selviää, mitä kaikkea on huomioitava ja oh-jeistusta seuraamalla voidaan suorittaa tarvittavat laskutoimitukset.

Corrugated sheets are light steel plate structures. They are corrugated to add structural support qualities in extended spans. Sheets can also be used in stiffening structures as well as structural support.

Corrugated sheets differ in thickness. They can be between 0.6-1,7mm thick. In the case of a fire these thin plate structures heat up rapidly and loss their carrying capacity. The heat forces the plates to straighten and lose structural support. When the plate straightens and is left hanging between two structures, the phenomenon is called catenary action.

The modelling in the study focuses on the changes heat and fire cause to the structural support and tension in corrugated sheets as well as in support structures and supporting joints. Closer examination of screws and other fixation devices is beyond the scope of the present study.

The study was made in collaboration with Sweco Rakennetekniikka Oy. The focus is on the dimensions of how the corrugated sheet structure behaves in cases of a fire. There is prior knowledge concerning the matter, but there was a demand for a straightforward instruction manual.

The aim of this thesis was to create an instruction manual, explaining the relevant information concerning corrugated sheets in a case of fire, in a compact and visual manner. The manual explains what must be taken into consideration in structures and how the proper mathematical formulas can be utilized in the required calculations.